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Licensed Unlicensed Requires Authentication Published by De Gruyter (O) January 15, 2014

Modellierung von Hybrid-Schrittmotoren für den optimierten, geregelten Betrieb

Modeling of hybrid stepper motors for optimized closed loop operation
  • Benjamin Henke

    Benjamin Henke ist wissenschaftlicher Mitarbeiter am Institut für Systemdynamik (ISYS) der Universität Stuttgart. Er beschäftigt sich mit der Modellbildung, Regelung und Auslegung elektromechanischer Antriebssysteme.

    Institut für Systemdynamik, Universität Stuttgart, Pfaffenwaldring 9, 70569 Stuttgart

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    , Rüdiger Neumann

    Rüdiger Neumann ist Leiter der Abteilung Mechatronsiche Systeme innerhalb der Forschung der Firma Festo. Seine Arbeitsschwerpunkte sind die Modellbildung und Regelung von pneumatischen und elektrischen Antriebssystemen

    Festo AG & Co. KG, Ruiter Straße 82, 73734 Esslingen

    and Oliver Sawodny

    Oliver Sawodny ist Direktor des Instituts für Systemdynamik (ISYS) der Universität Stuttgart. Hauptarbeitsgebiete: Modellbildung, Identifikation dynamischer Systeme, Systemanalyse und Systemsynthese.

    Institut für Systemdynamik, Universität Stuttgart, Pfaffenwaldring 9, 70569 Stuttgart

Zusammenfassung

Hybrid-Schrittmotoren im geregelten Betrieb stellen für einfache Anwendungen eine Alternative zu teuren Servomotoren dar. Für den Reglerentwurf wird ein Modell benötigt, das die Besonderheiten der Hybrid-Schrittmotoren berücksichtigt. In diesem Beitrag wird ein Modell hergeleitet, das die Effekte der ausgeprägten Pole berücksichtigt. Wichtige Modellparameter werden dabei durch Minimierung des quadratischen Fehlers bestimmt. Das Modell zeigt hohe Übereinstimmung mit Experimenten und kann zur Optimierung des Servobetriebs hinsichtlich Energieverbrauch und Drehmoment genutzt werden.

Abstract

Hybrid stepper motors can be used in closed loop operation as a cheaper replacement of expensive servo motors. For controller design, a model is necessary that takes the special characteristics of hybrid stepper motors into account. A model is derived that accounts for the effects of the salient poles and important model parameters are calculated as least-squares optimal parameters. Validation experiments show the high accuracy of the model. The proposed model can be used to optimize the hybrid stepper motor's closed loop operation with respect to power losses and generated torque.

Über die Autoren

Benjamin Henke

Benjamin Henke ist wissenschaftlicher Mitarbeiter am Institut für Systemdynamik (ISYS) der Universität Stuttgart. Er beschäftigt sich mit der Modellbildung, Regelung und Auslegung elektromechanischer Antriebssysteme.

Institut für Systemdynamik, Universität Stuttgart, Pfaffenwaldring 9, 70569 Stuttgart

Rüdiger Neumann

Rüdiger Neumann ist Leiter der Abteilung Mechatronsiche Systeme innerhalb der Forschung der Firma Festo. Seine Arbeitsschwerpunkte sind die Modellbildung und Regelung von pneumatischen und elektrischen Antriebssystemen

Festo AG & Co. KG, Ruiter Straße 82, 73734 Esslingen

Oliver Sawodny

Oliver Sawodny ist Direktor des Instituts für Systemdynamik (ISYS) der Universität Stuttgart. Hauptarbeitsgebiete: Modellbildung, Identifikation dynamischer Systeme, Systemanalyse und Systemsynthese.

Institut für Systemdynamik, Universität Stuttgart, Pfaffenwaldring 9, 70569 Stuttgart

Erhalten: 2013-1-31
Angenommen: 2013-6-18
Online erschienen: 2014-1-15
Erschienen im Druck: 2014-1-1

©2014 Walter de Gruyter Berlin/Boston

Downloaded on 29.3.2024 from https://www.degruyter.com/document/doi/10.1515/auto-2014-1008/html
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